Mathematica - Piezo Speaker Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Mathematica API Bindings für das Piezo Speaker Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Piezo Speaker Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

Eine Installationanleitung für die Mathematica API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Beep

Download (ExampleBeep.nb)

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Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Piezo Speaker Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
ps=NETNew["Tinkerforge.BrickletPiezoSpeaker",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Make 2 second beep with a frequency of 1kHz*)
ps@Beep[2000,1000]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[ps]
ReleaseNETObject[ipcon]

Morse Code

Download (ExampleMorseCode.nb)

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Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Piezo Speaker Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
ps=NETNew["Tinkerforge.BrickletPiezoSpeaker",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Morse SOS with a frequency of 2kHz*)
ps@MorseCode["... --- ...",2000]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[ps]
ReleaseNETObject[ipcon]

API

Prinzipiell kann jede Funktion der Mathematica Bindings, welche einen Wert zurück gibt eine Tinkerforge.TimeoutException werfen. Diese Exception wird geworfen wenn das Gerät nicht antwortet. Wenn eine Kabelverbindung genutzt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Exception geworfen wird (unter der Annahme, dass das Gerät nicht abgesteckt wird). Bei einer drahtlosen Verbindung können Zeitüberschreitungen auftreten, sobald die Entfernung zum Gerät zu groß wird.

Da .NET/Link nicht mehrere Rückgabewerte direkt unterstützt, wird das out Schlüsselwort genutzt, um mehrere Werte aus einer Funktion zurückzugeben. Weitere Informationen über das out Schlüsselwort in .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

Der Namensraum für alle Brick/Bricklet Bindings und die IPConnection ist Tinkerforge.*.

Grundfunktionen

BrickletPiezoSpeaker[uid, ipcon] → piezoSpeaker
Parameter:
  • uid -- String
  • ipcon -- NETObject[IPConnection]
Rückgabe:
  • piezoSpeaker -- NETObject[BrickletPiezoSpeaker]

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

piezoSpeaker=NETNew["Tinkerforge.BrickletPiezoSpeaker","YOUR_DEVICE_UID",ipcon]

Dieses Objekt kann benutzt werden, nachdem die IP Connection verbunden ist (siehe Beispiele oben).

Die .NET Runtime hat eingebauten Garbage Collection welche Objekte wieder freigibt, wenn sie vom Programm nicht mehr verwendet werden. Da Mathematica aber selbst nicht automatisch feststellen kann, wann ein Mathematica "Programm" ein .NET Objekt nicht mehr verwendet, muss sich das Programm selbst darum kümmern. Für diesen Zweck wird die ReleaseNETObject[] Funktion in den Beispielen verwendet.

Weitere Informationen über Objekt-Verwaltung mittels .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

BrickletPiezoSpeaker@Beep[duration, frequency] → Null
Parameter:
  • duration -- Integer
  • frequency -- Integer

Erzeugt einen Piepton mit der gegebenen Frequenz für die angegebene Dauer in ms. Beispiel: Wenn duration auf 1000 und frequency auf 2000 gesetzt wird, erzeugt der Piezosummer einen Piepton für eine Sekunde mit einer Frequenz von ca. 2 kHz.

Geändert in Version 2.0.2 (Plugin): Eine durarion von 0 stoppt den aktuellen Piepton, das frequency Parameter wird ignoriert. Eine durarion von 4294967295 führt zu einem unendlich langen Piepton.

Das frequency Parameter kann Werte von 585 bis 7100 annehmen.

Das Piezo Speaker Bricklet kann die angegebenen Frequenzen nur approximieren, es wählt die bestmögliche Zuordnung anhand der Kalibrierung (siehe Calibrate[]).

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletPiezoSpeaker`BEEPUDURATIONUOFF = 0
  • BrickletPiezoSpeaker`BEEPUDURATIONUINFINITE = 4294967295
BrickletPiezoSpeaker@MorseCode[morse, frequency] → Null
Parameter:
  • morse -- String
  • frequency -- Integer

Setzt Morsecode welcher vom Piezosummer abgespielt wird. Der Morsecode wird als Zeichenkette, mit den Zeichen "." (Punkt), "-" (Minus) und " " (Leerzeichen) für kurzes Signale, langes Signale und Pausen. Alle anderen Zeichen werden ignoriert. Der zweite Parameter ist die Frequenz (siehe Beep[]).

Beispiel: Wenn die Zeichenkette "...---..." gesetzt wird, gibt der Piezosummer neun Pieptöne aus mit den Dauern "kurz kurz kurz lang lang lang kurz kurz kurz".

Die maximale Zeichenkettenlänge ist 60.

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletPiezoSpeaker@Calibrate[] → calibration
Rückgabe:
  • calibration -- True/False

Das Piezo Speaker Bricklet kann 512 unterschiedliche Töne spielen. Diese Funktion spielt jeden Ton einmal und misst die exakte Frequenz zurück. Das Ergebnis ist eine Zuordnung von Stellwerten zu Frequenzen. Diese Zuordnung wird im EEPROM gespeichert und bei jedem start des Bricklets geladen.

Das Bricklet sollte bei Auslieferung bereits kalibriert sein. Diese Funktion muss lediglich (einmalig) nach jedem neuflashen des Bricklet-Plugins ausgeführt werden.

Gibt true nach Abschluss der Kalibrierung zurück.

BrickletPiezoSpeaker@GetAPIVersion[] → {apiVersion1, apiVersion2, apiVersion3}
Rückgabe:
  • apiVersioni -- Integer

Gibt die Version der API Definition (Major, Minor, Revision) zurück, die diese API Bindings implementieren. Dies ist weder die Release-Version dieser API Bindings noch gibt es in irgendeiner Weise Auskunft über den oder das repräsentierte(n) Brick oder Bricklet.

BrickletPiezoSpeaker@GetResponseExpected[functionId] → responseExpected
Parameter:
  • functionId -- Integer
Rückgabe:
  • responseExpected -- True/False

Gibt das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktions IDs zurück. Es ist true falls für die Funktion beim Aufruf eine Antwort erwartet wird, false andernfalls.

Für Getter-Funktionen ist diese Flag immer gesetzt und kann nicht entfernt werden, da diese Funktionen immer eine Antwort senden. Für Konfigurationsfunktionen für Callbacks ist es standardmäßig gesetzt, kann aber entfernt werden mittels SetResponseExpected[]. Für Setter-Funktionen ist es standardmäßig nicht gesetzt, kann aber gesetzt werden.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletPiezoSpeaker`FUNCTIONUBEEP = 1
  • BrickletPiezoSpeaker`FUNCTIONUMORSEUCODE = 2
BrickletPiezoSpeaker@SetResponseExpected[functionId, responseExpected] → Null
Parameter:
  • functionId -- Integer
  • responseExpected -- True/False

Ändert das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktion IDs. Diese Flag kann nur für Setter-Funktionen (Standardwert: false) und Konfigurationsfunktionen für Callbacks (Standardwert: true) geändert werden. Für Getter-Funktionen ist das Flag immer gesetzt.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletPiezoSpeaker`FUNCTIONUBEEP = 1
  • BrickletPiezoSpeaker`FUNCTIONUMORSEUCODE = 2
BrickletPiezoSpeaker@SetResponseExpectedAll[responseExpected] → Null
Parameter:
  • responseExpected -- True/False

Ändert das Response-Expected-Flag für alle Setter-Funktionen und Konfigurationsfunktionen für Callbacks diese Gerätes.

BrickletPiezoSpeaker@GetIdentity[out uid, out connectedUid, out position, out {hardwareVersion1, hardwareVersion2, hardwareVersion3}, out {firmwareVersion1, firmwareVersion2, firmwareVersion3}, out deviceIdentifier] → Null
Parameter:
  • uid -- String
  • connectedUid -- String
  • position -- Integer
  • hardwareVersioni -- Integer
  • firmwareVersioni -- Integer
  • deviceIdentifier -- Integer

Gibt die UID, die UID zu der das Bricklet verbunden ist, die Position, die Hard- und Firmware Version sowie den Device Identifier zurück.

Die Position kann 'a', 'b', 'c' oder 'd' sein.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. Es gibt auch eine Konstante für den Device Identifier dieses Bricklets.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung erfolgt indem eine Funktion einem Callback Property des Geräte Objektes zugewiesen wird:

MyCallback[sender_,value_]:=Print["Value: "<>ToString[value]]

AddEventHandler[piezoSpeaker@ExampleCallback,MyCallback]

Weitere Informationen über Event-Behandlung mittels .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

Die verfügbaren Callback Properties und ihre Parametertypen werden weiter unten beschrieben.

Bemerkung

Callbacks für wiederkehrende Ereignisse zu verwenden ist immer zu bevorzugen gegenüber der Verwendung von Abfragen. Es wird weniger USB-Bandbreite benutzt und die Latenz ist erheblich geringer, da es keine Paketumlaufzeit gibt.

event BrickletPiezoSpeaker@BeepFinishedCallback[sender]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletPiezoSpeaker]

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn ein Piepton, wie von Beep[] gesetzt, beendet wurde.

event BrickletPiezoSpeaker@MorseCodeFinishedCallback[sender]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletPiezoSpeaker]

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn die Wiedergabe des Morsecodes, wie von MorseCode[] gesetzt, beendet wurde.

Konstanten

BrickletPiezoSpeaker`DEVICEUIDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Piezo Speaker Bricklet zu identifizieren.

Die GetIdentity[] Funktion und der IPConnection@EnumerateCallback Callback der IP Connection haben ein deviceIdentifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

BrickletPiezoSpeaker`DEVICEDISPLAYNAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Piezo Speaker Bricklet dar.